Способы определения вязкости

Для определения подвижности бетонной смеси обычно применяют стандартный конус.

Приборы, применяемые для оценки подвижности пластичных бетонных смесей, не пригодны для вязких (жестких) смесей, наиболее рациональных при вибрировании. Стандартный конус не дает осадки, если содержание воды в 1 м³ бетона на обычных заполнителях меньше 150-170 кг. Показатель подвижности бетонной смеси по стандартному конусу носит условный характер и неоднозначно определяет свойства бетонной смеси. На графике показано, как изменяется осадка конуса, расплыв, логарифмы вязкости и прочность бетона (вибрированного и ручной укладки) в зависимости от водоцементного отношения. Одно и то же значение осадки конуса и расплыва можно получить для двух значений В/Ц. Логарифм вязкости линейно изменяется с В/Ц. Поэтому возникла необходимость в выборе более совершенного способа оценки удобоукладываемости вибрируемой бетонной смеси.

За последнее время было предложено несколько способов оценки удобоукладываемости малоподвижных и жестких бетонных смесей. Наиболее пригодными для этих целей являются приборы, основанные на принципах истечения из капилляра или всплывающего шарика.

В 1932 г. Пауэрсом был предложен прибор, принцип работы которого состоит в том, что бетонную смесь, имеющую форму конуса, превращают в цилиндр путем встряхивания па столике. По количеству встряхиваний (с подъемом столика на высоту 7-8 мм) определяют степень удобоукладываемости бетонной смеси. Опуская или поднимая внутреннее кольцо прибора диаметром 215 и высотой 130 мм, можно затруднить или облегчить деформацию бетонной смеси. При работе с вязкими бетонными смесями число встряхиваний становится чрезвычайно большим (500-700 встряхиваний).

Поэтому автором было предложено заменить встряхивание прибора его вибрированием на виброплощадке и по времени превращения конуса в цилиндр определять структурную вязкость. Определение структурной вязкости бетонной смеси состоит из следующих операций: пользуясь насадкой, набивают конус, снимают форму и измеряют осадку, если, она есть; устанавливают верхнюю часть прибора, состоящую из штатива и скользящего в его муфте калиброванного стержня с плоским диском на конце и, включив виброплощадку, замечают по секундомеру время опускания калиброванного стержня до нулевого деления; снимают конус и определяют степень расслоения.

Время с момента включения вибратора до совпадения уровней бетона во внутреннем и наружном цилиндрах, выраженное в секундах и определяемое моментом, когда калиброванный стержень опустится до нулевого деления, служит мерой удобоукладываемости или структурной вязкости.

До начала работ следует оттарировать прибор. Для этого цилиндр устанавливают и закрепляют на вибростоле. Затем в него вставляют конус и заполняют его бетонной смесью в три слоя со штыкованием каждого слоя 25 раз. Конус осторожно снимают и на сосуд надевают штатив со вставленным в штатив диском на стержне. Отпустив зажимной винт, опускают диск до поверхности бетонной смеси и включают вибратор; при этом бетонная смесь будет растекаться, а диск опускаться. Когда поверхность бетонной смеси сделается горизонтальной и диск перестанет опускаться, вибратор выключают, стержень осторожно приподнимают на 2 мм и ножовкой аккуратно наносят на нем риску у места входа стержня в головку штатива, которая и служит нулевым делением.

При определении показателя вязкости нужно следить за тем, чтобы зазор между днищем сосуда и нижней плоскостью внутреннего кольца соответствовал наибольшей крупности заполнителя в соответствии.

Внутреннее кольцо следует хорошо укрепить при помощи держателей. Отдельные куски заполнителя бетонной смеси, крупнее размера щели, удаляют. Удобоукладываемость бетонной смеси не должна отличаться от заданной более чем на ±10%. Показатель структурной вязкости бетонной смеси зависит от скорости колебаний, которая может быть определена произведением амплитуды колебания на угловую скорость вращения эксцентриков.

Бетонная смесь и цементный раствор являются средами с аномальной вязкостью, зависящей от скорости сдвига или скорости колебаний. Показаны кривые изменения вязкости бетонной смеси от скорости колебаний. Бетонная смесь имеет очень большую вязкость при нулевой скорости, и вязкость ее не обращается в нуль при очень больших скоростях сдвига. По достижении минимума вязкость может вновь возрасти, что следует, по-видимому, объяснить развитием турбулентных явлений.